[實用新型]激發極化法地質超前預報用的多芯分布式電纜系統

有效

• 申請號: 201320858591.7
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN203659514U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 聶利超;李術才;田明禛;劉斌;曹玉強;王靜;隋青美;劉征宇;宋杰;王傳武;許新驥;徐磊;陳磊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01B9/02
• 分類號: H01B9/02;G01V3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種隧道掘進機用激發極化法地質超前預報的多芯分布式電纜系統，具體說是為了滿足隧道掘進機施工環境下激發極化超前預報，搭載隧道掘進機上實現供電/測量自動化、耐高壓、耐大電流的分布式供電/測量電纜。

背景技術

與傳統的鉆爆法施工相比，全斷面隧道掘進機（TBM）施工具有快速、優質、經濟、文明的優點，但是掘進機施工方法對地質條件的適應性較差。在隧道掘進機施工過程中，常常會遇到斷層、溶洞、破碎帶、含水構造等不良地質情況，往往導致掘進機被卡、被埋甚至整機報廢等重大事故。實施有效的超前地質預報是避免掘進機施工災害與事故發生的有效手段。激發極化法是根據巖石、礦石的激發極化效應來尋找金屬和解決水文地質、工程地質等問題的一組電法勘探方法。以其獨特的優點（經濟、無損、快速及信息豐富等）廣泛應用于資源勘探與工程勘探中。激發極化可實現了TBM掌子面前方30m內不良地質體三維位置和空間形態的準確描述，尤其是水量的定量問題，因此將激發極化整機搭載在隧道掘進機上，供電/測量自動化，探明TBM在前進過程中的各種不良地質體，可減少施工過程中事故的發生，提高了施工效率，縮短工期。

將激發極化供電與測量整機搭載在隧道掘進機上，實現激發極化大電流供電、微弱信號測量自動化，一種能夠耐高壓、耐大電流的耐高壓、耐大電流的分布式供電/測量電纜成為了解決問題的關鍵。目前普通電纜具有耐壓、抗干擾性能差，功能單一，不能適應特定環境下的工作。并且常規的分布式電纜無法承受大電流供電，不滿足搭載隧道掘進機超前預報的要求。因此為了滿足TBM超前預報的要求，設計了一種耐高壓、耐大電流多芯分布式電纜，能夠提供智能、高速、高效的激電單元探測目標，并且能全面實現激電功能的自動化測量，為隧道掘進機的工作提高效率，提高安全系數。

對于本實用新型而言，實現激發極化供電與測量整機搭載在隧道掘進機上難題具體如下：（1）大電流恒流供電激發極化儀的分布式電纜中供電電流最大達3A，而測量電壓在毫伏級別(最小在1mV左右)，測量電壓極易受到供電大電流的電磁干擾，導致較大的測量誤差；（2）在通過大電流時，節點控制單元無法正常控制開關的通斷以實現智能電極的正常切換；（3）如何使節點控制單元在控制開關通斷時，實現各智能電極的依次導通，從而達到智能電極序列的跑極，滿足隧道掘進機上激發極化法的自動化探測。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提出了一種隧道掘進機用激發極化法地質超前預報的多芯分布式電纜系統。該電纜系統主要包括節點控制單元與分布多芯電纜組合兩個部分，可實現了對激發極化探測多路大電流與微弱信號傳輸，實現了在激發極化供電與測量自動智能跑極和切換，從而可用于隧道掘進機施工激發極化超前預報。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種隧道掘進機用激發極化法地質超前預報的多芯分布式電纜系統，它包括：

多芯分布式電纜，該電纜有多個不同功能的纜芯，各纜芯分別為：供電A/B纜芯，測量M/N纜芯，電源+/-纜芯，端口com⁺/com^-纜芯；在所述多芯分布式電纜上連接若干個電纜節點控制單元以及測量電極和供電電極；

相應的功能纜芯將主機調制的大電流傳輸到供電電極，實現激發極化超前預報的激發，并將測量電極的微弱信號傳輸到主機；纜節點控制單元按照主機傳遞的指令選擇某個測量電極或供電電極與多芯分布式電纜的導通或斷開，實現大電流的智能切換，從而實現激發極化超前預報的自動化探測；

整個多芯分布式電纜以及各纜芯均設有屏蔽層。

所述整個多芯分布式電纜的屏蔽層包裹在填充于各功能纜芯以及與屏蔽層間的高壓絕緣體外部，由內至外依次為雙層銅絲編織屏蔽層、防水護套、雙層鋼絲鎧裝、交聯三元乙丙烯橡膠絕緣外套。

所述各功能纜芯均由兩個導體線芯組成，每個導體線芯的外層由內向外依次是雙層反向銅絲編織屏蔽層、四溴鄰苯二酸酯絕緣層、雙層鋼絲鎧裝、聚四氟乙烯絕緣護套；兩個纜芯填裝在高壓絕緣體中，高壓絕緣體的外壁由內向外依次是聚乙烯墊層、四溴鄰苯二酸酯絕緣層、雙層鋼絲鎧裝、交聯三元乙丙烯橡膠絕緣外套。